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直肋自然对流散热器的优化研究

专 业: 工程热物理
关键词: 对流散热器 肋片散热器 优化设计 换热单元 有限差分法 有限容积法 数值模拟
分类号: TK17
形 态: 共 126 页 约 82,530 个字 约 3.948 M内容
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内容摘要


肋片散热器是电子器件散热广泛采用的一种方式,而自然对流散热器由于性能稳定和花费低在特定环境下的使用受到欢迎,如LED路灯的散热问题。

以前的大量研究主要集中在竖直放置的自然对流散热器,而本文的工作对此进行了扩展,讨论和分析了水平布置的自然对流散热器的优化设计。

鉴于边界层重合时,求解耦合方程组相对困难,利用实验关联式迭代相对容易地计算肋片的对流换热系数。

在优化方法部分,计算不同肋片尺寸下散热器的总散热量,分别运用最少材料法、最小空间体积法、最小热阻法和层次分析法优化肋片尺寸满足散热要求。

分析结果表明肋片间距与肋片高度的比值对散热器的换热性能具有重要影响。

然后进行数值模拟,将肋片间空气层作为与环境的换热单元单独考虑,在纯导热和自然对流两种情况下分别通过有限差分法和有限容积法求解不同肋片尺寸时的温度场。

在其它条件不变的情况下,肋片间距与肋片高度的比值决定了散热器的最高运行温度和平均运行温度,验证和补充了优化方法部分的分析结果。

主要优化和计算代码用MATLAB编写,自然对流数值模拟是利用基于有限容积法的专业商用软件FLUENT。

最后,作为验证数值模拟结果正确性的手段,本文给出相应的实验设计方案,并对后续研究工作提出了建议..……

全文目录


文摘
英文文摘
1 绪论
2 优化方法
3 数值模拟
4 实验方案
5 总结和展望
参考文献
附录

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中图分类: > TK17 > 工业技术 > 能源与动力工程 > 热力工程、热机 > 工业用热工设备

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